KR20180047309A - 표시장치용 지지프레임 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

표시장치용 지지프레임 및 이를 포함하는 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 그 일부가 형상기억물질로 이루어지는 지지프레임과, 상기 지지프레임과 접착제를 통해 접착되는 표시패널 또는 표시패널을 덮고 상기 지지프레임과 접착제를 통해 접착되는 커버윈도우를 포함하는 표시장치를 제공한다.
상기 지지프레임에 대한 가열 공정에 의해 접착제와 액정패널 또는 커버윈도우와의 접착력이 감소함으로써 리워크 공정이 용이해진다.

Description

표시장치용 지지프레임 및 이를 포함하는 표시장치{Supporting frame and Display device including the same}
본 발명은 표시장치 관한 것으로, 특히 접착제(adhesive)를 통해 다른 구성요소와 부착된 상태에서 리워크(re-work) 공정이 용이한 지지프레임 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력의 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device)나 발광다이오드 표시장치(light emitting diode display device) 등이 개발되어 널리 적용되고 있다.
이러한 평판표시장치 중, 동화상 표시에 유리하고 대조비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적 이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의하여 영상을 표시한다.
이러한 액정표시장치는 마주보는 두 기판(substrate) 사이에 액정층을 형성하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널의 하부에 백라이트 유닛(backlight unit)이 위치한다.
액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 백라이트 유닛으로부터의 빛에 대한 투과율 차이로 영상이 구현된다.
이와 같은 액정표시장치는, 상기 백라이트 유닛을 감싸고 상기 액정패널을 지지하는 지지프레임(supporting frame)을 포함한다. 이와 같은 지지프레임은 메인 프레임 또는 바텀 프레임으로 지칭된다.
도 1은 종래 액정표시장치의 개략적인 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(1)는, 액정패널(10)과, 상기 액정패널(10)의 하부에 위치하는 백라이트 유닛(20)과, 상기 백라이트 유닛(20)을 감싸며 상기 액정패널(10)을 지지하는 지지프레임(30)과, 상기 지지프레임(30)과 상기 액정패널(10)을 부착시키는 접착제(40)을 포함한다.
액정패널(10)은 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(12, 14)과 그 사이에 위치하는 액정층(미도시)을 포함하고, 상기 백라이트 유닛(20)은 광원(미도시)을 포함한다.
한편, 접착제(40)를 이용하여 액정패널(10)과 지지프레임(30)을 부착시킨 후, 그 접착 상태에 결함이 발생하여 리워크(re-work) 공정이 필요할 수 있다. 이 경우, 상기 액정패널(10)을 분리시킨 후 결함을 치유하고 다시 지지프레임(30)과 액정패널(10)을 부착시켜야 한다.
그러나, 접착제(40)가 액정패널(10)과의 계면이나 지지프레임(30)과의 계면에서 깨끗하게 박리(peeling)되지 못하여 액정패널(10)과 지지프레임(30) 모두에 대한 접착제(30) 제거 공정이 진행되어야 문제가 발생한다.
즉, 리워크 공정을 위한 접착제(40)의 박리에 문제가 발생한다.
본 발명은, 접착제의 박리 불량 문제를 해결하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은, 케이스와, 형상기억물질을 포함하고 상기 케이스의 일부를 이루는 열형상변화부를 포함하는 지지프레임을 제공한다.
상기 케이스는, 바닥면과 상기 바닥면으로부터 돌출되는 제 1 내지 제 4 측면을 포함하고, 상기 열형상변화부는 상기 제 1 측면의 일부, 상기 제 1 및 제 2 측면 사이의 모서리에 대응될 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 지지프레임 상에 위치하고 상기 지지프레임과 접착제를 통해 부착(접착)되는 표시패널을 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 지지프레임은 상부면 일부가 형상기억물질(shape memory material, SMM)로 이루어져, 지지프레임과 다른 구성요소가 접착제에 의해 접착된 상태에서 열을 가함으로써 접착제의 박리 공정에 불량이 발생하지 않는다.
즉, 가열 공정에 의해 형상기억물질로 이루어지는 열형상변화부 상의 접착제와 다른 구성요소 간 접촉 면적이 감소하여 접착력이 감소하며, 이에 따라 박리 공정 후 접착제는 지지프레임 상에만 남게 된다.
따라서, 박리 후 다른 구성요소에 접착제의 잔사가 남지 않아 접착제 제거를 위한 세정 공정을 없이 빠른 리워크 공정이 가능하다. 또한, 세정 공정에 의한 구성요소의 손상이 방지되므로, 표시장치의 생산효율이 향상된다.
또한, 고가이고 강성과 같은 기계적 특성에서 단점을 갖는 형상기억물질을 일부에만 이용하기 때문에, 지지프레임의 제조원가가 절감되고 기계적 특성이 향상된다.
도 1은 종래 액정표시장치의 개략적인 도면이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 지지프레임을 보여주는 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치용 표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명에서 지지프레임과 표시패널의 분리 원리를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 지지프레임과 표시패널 간 접착력 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7a 내지 도 7c는 접착제의 박리 특성을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표시장치용 표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 10a 내지 도 10g는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 지지프레임을 보여주는 개략적인 도면이다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 표시장치용 표시패널의 개략적인 단면도이다.
본 발명은, 케이스와, 형상기억물질을 포함하고 상기 케이스의 일부를 이루는 열형상변화부를 포함하는 지지프레임을 제공한다.
본 발명의 지지프레임에 있어서, 상기 케이스는, 바닥면과 상기 바닥면으로부터 돌출되는 제 1 내지 제 4 측면을 포함한다.
본 발명의 지지프레임에 있어서, 상기 열형상변화부는 상기 제 1 측면의 일부에 대응된다.
본 발명의 지지프레임에 있어서, 상기 열형상변화부는 상기 제 1 및 제 2 측면 사이의 모서리에 대응된다.
본 발명의 지지프레임에 있어서, 상기 열형상변화부는 제 1 내지 제 3 측면을 제외한 제 4 측면에만 형성되고 상기 제 4 측면과 동일한 길이를 갖는다.
본 발명의 지지프레임에 있어서, 상기 케이스는 수평면을 포함하고, 상기 열형상변화부는 상기 수평면의 일 모서리 또는 일변에 대응된다.
본 발명의 지지프레임에 있어서, 상기 케이스와 상기 열형상변화부는 평탄한 상부면을 이룬다.
다른 관점에서, 본 발명은, 표시패널과, 상기 표시패널을 지지하는 전술한 지지프레임과; 상기 케이스 및 상기 열형상변화부 각각과 상기 표시패널 사이에 위치하는 접착제를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 표시장치에 있어서, 상기 열형상변화부와 상기 접착제의 접촉 면적은 상기 접착제와 상기 케이스의 접촉 면적보다 작다.
또 다른 관점에서, 본 발명은, 표시패널과, 상기 표시패널의 전면을 덮는 커버윈도우와, 상기 표시패널의 측면과 배면을 덮고 상기 커버윈도우를 지지하는 전술한 지지프레임과, 상기 제 1 내지 제 4 측면 및 상기 열형상변화부 각각과 상기 커버윈도우 사이에 위치하는 접착제를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 표시장치에 있어서, 상기 열형상변화부와 상기 접착제의 접촉 면적은 상기 접착제와 상기 케이스의 접촉 면적보다 작다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 지지프레임을 보여주는 개략적인 도면이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 지지프레임(100)은, 바닥면(110)과, 상기 바닥면(110)으로부터 상방 돌출된 제 1 내지 제 4 측면(122, 124, 126, 128)과, 상기 제 1 및 제 3 측면(122, 126)이 교차하는 모서리에 위치하며 형상기억물질로 이루어지는 열형상변화부(thermal shape changing part, 130a)를 포함한다.
즉, 상기 제 1 및 제 2 측면(122, 124)은 마주하고, 상기 제 3 및 제 4 측면(126, 128)은 상기 제 1 및 제 2 측면(122, 124) 사이에서 서로 마주한다.
이때, 상기 열형상변화부(130a)는 인접한 두 측면의 모서리에 위치한다. 도 2a에서, 제 1 및 제 3 측면(122, 126) 사이 모서리에 상기 열형상변화부(130a)가 위치하고 있으나, 그 위치에 제한이 없음은 당연하다. 예를 들어, 상기 열형상변화부(130a)는 상기 제 2 및 제 3 측면(124, 126) 사이 모서리에 위치할 수도 있다.
상기 바닥면(110)과, 상기 제 1 내지 제 4 측면(122, 124, 126, 128)은 알루미늄(aluminum, Al), 스테인레스-스틸(stainless steel, SUS), 전기아연도금강판(Electro Galvanized Iron, EGI)와 같은 금속, 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 탄소섬유강화플라스틱(carbon fiber reinforced plastic)과 같은 플라스틱, 또는 유리로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 열형상변화부(130a)는 Ni-Ti 합금, Cu-Zn-Ni 합금, Cu-Al-Ni 합금, Ag-Ni 합금, Au-Cd 합금과 같은 형상기억물질로 이루어진다.
즉, 본 발명의 지지프레임(100)은 그 측면의 일부가 형상기억물질로 이루어진다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 열형상변화부(130a)는 지지프레임(100)의 네 모서리 모두에 형성될 수 있다. 즉, 상기 열형상변화부(130a)는 제 1 및 제 3 측면(122, 126) 사이의 제 1 모서리, 제 1 및 제 4 측면(122, 128) 사이의 제 2 모서리, 제 2 및 제 3 측면(124, 126) 사이의 제 3 모서리, 제 2 및 제 4 측면(124, 128) 사이의 제 4 모서리 모두에 위치한다.
이와 달리, 상기 열형상변화부(130a)가 제 1 내지 제 4 모서리 중 둘 또는 셋의 위치에 형성될 수 있다.
도 2a 및 도 2b에서 보여지는 열형상변화부(130a)는 제 1 내지 제 4 측면(122, 124, 126, 128) 각각보다 작은 길이를 갖는다. 또한, 열형상변화부(130a)는 제 1 내지 제 4 측면(122, 124, 126, 128) 각각과 같은 두께를 갖는다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 지지프레임(100)의 제 1 및 제 3 측면(122, 126) 사이 모서리 상부측 일부에만 형성기억물질로 이루어지는 열형상변화부(130b)가 위치할 수도 있다. 즉, 도 2a에서의 열형상변화부(130a)가 제 1 측면(122)과 동일한 두께(높이)를 가지는 반면, 도 2c에서의 열형상변화부(130b)는 제 1 측면(122)보다 작은 두께를 갖는다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 열형상변화부(130b)는 지지프레임(100)의 네 모서리 모두에 형성될 수 있다. 즉, 상기 열형상변화부(130b)는 제 1 및 제 3 측면(122, 126) 사이의 제 1 모서리, 제 1 및 제 4 측면(122, 128) 사이의 제 2 모서리, 제 2 및 제 3 측면(124, 126) 사이의 제 3 모서리, 제 2 및 제 4 측면(124, 128) 사이의 제 4 모서리 모두에 위치한다.
이와 달리, 상기 열형상변화부(130b)가 제 1 내지 제 4 모서리 중 둘 또는 셋의 위치에 형성될 수 있다.
도 2c 및 도 2d에서 보여지는 열형상변화부(130b)는 제 1 내지 제 4 측면(122, 124, 126, 128) 각각보다 작은 길이를 갖는다. 또한, 열형상변화부(130b)는 제 1 내지 제 4 측면(122, 124, 126, 128) 각각보다 작은 두께를 갖는다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 제 3 측면(126)이 열형상변화부(130c)를 이룰 수 있다.
도 2f에 도시된 바와 같이, 제 3 측면(126)의 상부측 일부만이 열형상변화부(130d)를 이룰 수 있다.
이 경우, 상기 열형상변화부(130c, 130d)는 상기 제 3 측면(126)과 동일한 길이를 갖는다.
한편, 열형상변화부(130)는 어느 한 측면(예를 들어 제 3 측면(126))의 중앙 일부에 대하여만 형성될 수도 있다.
이때, 상기 열형상변화부(130a, 130b)는 제 1 내지 제 4 측면(122, 124, 126, 128)과 평탄한 상부면을 이룬다. 이에 의해 접착제(미도시)의 두께를 균일하게 할 수 있다.
즉, 본 발명의 지지프레임(100)은 바닥면(110) 및 제 1 내지 제 4 측면(122, 124, 126, 128)을 포함하는 케이스와, 상기 케이스의 일부를 이루는 열형상변화부(130)을 포함할 수 있다.
본 발명의 지지프레임(100)의 제 1 내지 제 4 측면(122, 124, 126, 128)은 접착제와 접촉하고 그 일부분에 형상기억물질로 이루어지는 열형상변화부(130)이 형성된다. 즉, 지지프레임(100)은 그 일부에 열형상변화부(130)를 포함하고, 상기 지지프레임(100)과 접착제는 제 1 면적만큼 접촉하며, 상기 열형상변화부(130)와 접착제는 상기 제 1 면적보다 작은 제 2 면적만큼 접촉한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치(200)는 표시패널(201)과, 상기 표시패널(201)의 하부에 위치하는 백라이트 유닛(270)과, 상기 백라이트 유닛(270)을 감싸며 상기 표시패널(201)을 지지하는 지지프레임(100)과, 상기 지지프레임(100)과 상기 표시패널(201)을 부착시키는 접착제(280)을 포함한다.
표시패널(201)은 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(210, 250)과 그 사이에 위치하는 액정층(미도시)을 포함하고, 상기 백라이트 유닛(270)은 광원(미도시)을 포함한다. 즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시패널(201)은 액정패널이고, 표시장치(도 3의 200)는 액정표시장치이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치용 표시패널의 개략적인 단면도인 도 4를 참조하면, 표시패널(201)은 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(210, 250)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(210, 250) 사이에 개재되며 액정분자(262)를 포함하는 액정층(260)을 포함한다.
상기 제 1 기판(210) 상에는 제 1 버퍼층(220)이 형성되고, 상기 제 1 버퍼층(220) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 상기 제 1 버퍼층(220)은 생략될 수 있다.
상기 제 1 버퍼층(220) 상에는 게이트 전극(222)이 형성되고, 상기 게이트 전극(222)을 덮으며 게이트 절연막(224)이 형성된다. 또한, 상기 버퍼층(220) 상에는 상기 게이트 전극(222)과 연결되는 게이트 배선(미도시)이 형성된다.
상기 게이트 절연막(224) 상에는 반도체층(226)이 상기 게이트 전극(222)에 대응하여 형성된다. 상기 반도체층(226)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 반도체층(226)은 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹 콘택층을 포함할 수 있다.
상기 반도체층(226) 상에는 서로 이격하는 소스 전극(230)과 드레인 전극(232)이 형성된다. 또한, 상기 소스 전극(230)과 연결되는 데이터 배선(미도시)이 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된다.
상기 게이트 전극(222), 상기 반도체층(226), 상기 소스 전극(230) 및 상기 드레인 전극(232)은 박막트랜지스터(Tr)를 구성한다.
상기 박막트랜지스터(Tr) 상에는, 상기 드레인 전극(232)을 노출하는 드레인 콘택홀(236)을 갖는 보호층(234)이 형성된다.
상기 보호층(234) 상에는, 상기 드레인 콘택홀(236)을 통해 상기 드레인 전극(232)에 연결되는 화소 전극(240)과, 상기 화소 전극(240)과 교대로 배열되는 공통 전극(242)이 형성된다.
상기 제 2 기판(250) 상에는 제 2 버퍼층(252)이 형성되며, 상기 제 2 버퍼층(252) 상에는 상기 박막트랜지스터(Tr), 상기 게이트 배선, 상기 데이터 배선 등 비표시영역을 가리는 블랙매트릭스(254)가 형성된다. 또한, 화소영역에 대응하여 컬러필터층(256)이 형성된다. 상기 제 2 버퍼층(252)과 상기 블랙매트릭스(254)는 생략될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 기판(210, 250)은 액정층(260)을 사이에 두고 합착되며, 상기 화소 전극(240)과 상기 공통 전극(242) 사이에서 발생되는 전계에 의해 상기 액정층(260)의 액정분자가 구동된다. 한편, 상기 공통 전극(242) 상기 제 2 기판(250)에 형성될 수도 있다.
도시하지 않았으나, 상기 액정층(260)과 접하여 상기 제 1 및 제 2 기판(210, 250) 각각의 상부에는 배향막이 형성될 수 있으며, 상기 제 1 및 제 2 기판(210, 250) 각각의 외측에는 서로 수직한 투과축을 갖는 편광판이 부착될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 상기 백라이트 유닛(270)은 상기 표시패널(201) 하부에 위치하며 상기 표시패널(201)로 빛을 공급한다.
예를 들어, 상기 백라이트 유닛(270)은 상기 표시패널(201) 하부에 위치하는 도광판과, 상기 도광판의 적어도 일측에 위치하는 광원과, 상기 도광판의 배면에 위치하는 반사판과, 상기 도광판과 상기 표시패널(201) 사이에 위치하는 광학시트를 포함할 수 있다.
상기 지지프레임(100)은 바닥면(110)과 제 1 및 제 2 측면(122, 124)을 포함한다. 상기 바닥면(110)은 상기 백라이트 유닛(270)의 배면을 덮고, 상기 제 1 및 제 2 측면(122, 124)은 상기 백라이트 유닛(270)의 측면을 덮으며 상기 표시패널(201)을 지지한다.
제 1 측면(122)의 일부분은 형성기억물질로 이루어지는 열형상변화부(130)를 이룬다.
예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 3 측면(122, 126) 사이 모서리에 열형상변화부(130)가 위치할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 측면(122, 124), 상기 열형상변화부(130) 각각과 상기 표시패널(201) 사이에는 접착제(280)가 위치하여 상기 표시패널(201)을 상기 지지프레임(100)에 부착시킨다.
상기 열형상변화부(130)은 상기 지지프레임(100)의 일부에만 형성되며, 이에 따라 상기 열형상변화부(130)와 상기 접착제(280)의 접촉 면적은 상기 접착제(280)와 상기 지지프레임(100)의 접촉 면적보다 작다.
상기 접착제(280)는 탄성 레진으로 이루어질 수 있다. 상기 접착제(280)는 아크릴계 화합물, 우레탄계 화합물, 실리콘계 화합물, 에폭시계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 접착제(280)는 빛샘 방지를 위한 블랙 입자를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 습기경화를 위한 우레탄 화합물(예를 들어, Diphenylmethane diisocyanate (MDI), urethane prepolymer)과, UV 경화를 위한 아크릴 화합물(예를 들어, N-acryloyl morpholine (ACMO), isobornyl acrylate (IBOA), 2-phenoxyethyl acrylate, tetraethyleneglycol diacrylate), 카본 블랙 또는 티타늄 블랙과 같은 블랙 입자, 접착제(280)의 형상성을 위한 fumed 실리카를 포함할 수 있다. 또한, 접착력 향상을 위한 커플링제(coupling agent)와, 저장 안정성을 위한 탈수제(dehydrating agent)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
이와 같은 표시장치(200)에서 결함이 발견된 경우, 상기 접착제(280)를 박리시킨 후 리워크(또는 리페어) 공정이 진행되며, 상기 접착제(280)의 박리 공정은 가열에 의해 진행된다.
본 발명에서 지지프레임과 표시패널의 분리 원리를 설명하기 위한 개략적인 단면도인 도 5를 참조하면, 가열 공정에서 제 2 측면(124)의 상부면은 그 형상을 유지하고 제 2 측면(124) 위치에서 표시패널(201)과 지지프레임(100) 간의 접착력은 유지된다.
그러나, 표시패널(201)과 지지프레임(100)이 접착제(280)에 의해 부착된 상태에서 열이 가해지면 열형상변화부(130)의 상부면에 요철이 발생하고 접착제(280)와 표시패널(201)의 접촉 면적이 감소한다. 즉, 상기 열형상변화부(130)의 위치에서 표시패널(201)과 지지프레임(100) 간 접착력이 감소한다.
따라서, 표시패널(201)을 지지프레임(100)으로부터 쉽게 분리시킬 수 있다. 이 경우 접착제(280)는 표시패널(201)과의 계면에서 박리되므로, 표시패널(201)에 대한 세정 공정이 필요 없고 접착제 잔사에 의한 표시패널(201)의 불량 문제 역시 발생하지 않는다.
도 6은 본 발명의 지지프레임과 표시패널 간 접착력 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
(1) 비교예
알루미늄(Al)으로 이루어지는 지지프레임과 유리기판(GLS)이 접착제에 의해 부착된 상태에서, 온도 변화에 따른 접착력을 측정하였다.
(2) 실험예
형상기억물질(SSM)으로 이루어진 지지프레임의 열형상변화부와 유리기판(GLS)이 접착제에 의해 부착된 상태에서, 온도 변화에 따른 접착력을 측정하였다.
이때, 아크릴레이트 화합물(60~70wt%), 우레탄 화합물(25~40wt%), 티타늄 블랙(3~5wt%), 광염기발생제(photo-base generator, 1~10wt%)를 포함하는 접착제가 이용되었다.
위 비교예와 실험예의 접착력을 측정하여 아래 표1에 기재하고 도 6에 도시하였다.
[표1]
Figure pat00001
표1 및 도 6에서 보여지는 바와 같이, 20~80℃의 온도 범위에서 비교예와 실험예는 실질적으로 동일한 접착력을 갖는다. 그러나, 90℃ 이상의 온도 조건에서 실험예는 비교예보다 작은 접착력을 갖고, 특히 100 온도 조건에서 실험예는 매우 작은 접착력을 갖는다.
이에 따라, 90~100℃ 온도 조건에서, 실험예는 박리 계면(peeling interface, PI)이 유리 기판 상에 존재하여, 리워크 공정에 적합한 특성을 보인다.
도 7a 내지 도 7c는 접착제의 박리 특성을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
박리 테스트 결과에 따라, 접착제(adhesive) 내부에서 박리가 일어나는 응집파괴(Cohesive Failure, CF, 도 7a), 접착제가 유리기판(GLS)와 알루미늄 기재(Al)에 무작위(random)로 남는 랜덤 파괴(random, 도 7b), 유리기판(GLS)과 접착제의 계면 또는 형상기억물질 기재(SMM)와 접착제의 계면에서 접착제의 박리가 일어나는 접착계면파괴(adhesive failure, AF, 도 7c)에 의해 접착력이 구분될 수 있다.
비교예의 경우 모든 온도 조건에서 응집파괴 또는 랜덤 파괴가 발생한다. 한편, 실험예의 경우 90~100 온도 조건에서는 접착계면파괴가 발생하며, 그 박리 계면(PI)은 유리기판(GLS)이다. 따라서, 실험예의 경우 리워크 공정이 손쉽게 진행될 수 있다.
한편, 지지프레임(100)의 네 측면 모두를 형상기억물질로 형성할 수도 있으나, 이러한 경우 접착제(280)의 박리 특성에는 큰 영향을 주지 못하고 지지프레임(100)의 원가 인상과 기계적 특성 저하의 문제만을 일으킨다.
즉, 지지프레임(100) 측면 일부에만 형상기억물질의 열형상변화부(130)가 형성되더라도, 접착력이 약해진 지점을 시작점으로 하여 접착제(280)의 박리는 충분히 이루어지기 때문에, 지지프레임(100)의 네 측면 모두를 형상기억물질로 형성하는 경우와 비교하여 박리 공정에서 문제가 발생하지 않는다.
그러나, 형상기억물질은 지지프레임(100)을 이루는 물질, 예를 들어 SUS보다 고가이고 기계적 특성 또한 나쁘기 때문에, 지지프레임(100)의 네 측면 모두 또는 지지프레임(100) 전체를 형상기억물질로 형성하는 것은 원가 측면 및 기계적 물성 측면에서 불리하다.
즉, 본 발명에서는, 지지프레임(100)의 측면 일부만을 형상기억물질로 이루어지는 열형상변화부(130)로 대체함으로써, 지지프레임(100)의 원가 상승과 기계적 물성 저하를 최소화하면서, 표시장치(300)의 리워크 특성을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표시장치(300)는 표시패널(301)과, 상기 표시패널(301)의 전면(前面)을 덮는 커버윈도우(370)와, 상기 표시패널(301)의 배면과 측면을 덮고 상기 커버윈도우(370)을 지지하는 지지프레임(100)과, 상기 지지프레임(100)과 상기 커버윈도우(370)을 부착시키는 접착제(380)을 포함한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 표시장치용 표시패널의 개략적인 단면도인 도 9를 참조하면, 표시패널(301)은 기판(310)과, 상기 기판(310) 상에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)와, 상기 기판(310) 상부에 위치하며 상기 박막트랜지스터(Tr)에 연결되는 발광다이오드(D)를 포함한다. 즉, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표시패널(301)은 발광다이오드패널이고, 표시장치(300)는 발광다이오드 표시장치이다. 이와 달리, 상기 표시패널(301)은 액정패널일 수도 있다.
보다 구체적으로, 상기 기판(310) 상에는 버퍼층(320)이 형성되고, 상기 버퍼층(320) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 상기 버퍼층(320)은 생략될 수 있다.
상기 버퍼층(320) 상에는 반도체층(322)이 형성된다. 상기 반도체층(322)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층(322)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 상기 반도체층(322) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음) 이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(322)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(322)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(322)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(322)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(322) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(324)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(324)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 절연막(324) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(330)이 반도체층(322)의 중앙에 대응하여 형성된다.
도 9에서는, 게이트 절연막(324)이 기판(310) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(324)은 게이트 전극(330)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다.
상기 게이트 전극(330) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(332)이 형성된다. 층간 절연막(332)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(332)은 상기 반도체층(322)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(334, 336)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(334, 336)은 게이트 전극(330)의 양측에 게이트 전극(330)과 이격되어 위치한다.
여기서, 제 1 및 제 2 콘택홀(334, 336)은 게이트 절연막(324) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(324)이 게이트 전극(330)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 제 1 및 제 2 콘택홀(334, 336)은 층간 절연막(332) 내에만 형성될 수도 있다.
상기 층간 절연막(332) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(340)과 드레인 전극(342)이 형성된다.
소스 전극(340)과 드레인 전극(342)은 상기 게이트 전극(330)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(334, 336)을 통해 상기 반도체층(322)의 양측과 접촉한다.
상기 반도체층(322)과, 상기 게이트전극(330), 상기 소스 전극(340), 상기 드레인전극(342)은 상기 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다.
상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 반도체층(320)의 상부에 상기 게이트 전극(330), 상기 소스 전극(342) 및 상기 드레인 전극(344)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.
도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 상기 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다.
또한, 파워 배선이 상기 데이터 배선 또는 상기 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.
상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(342)을 노출하는 드레인 콘택홀(352)을 갖는 보호층(350)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
상기 보호층(350) 상에는 상기 드레인 콘택홀(352)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(342)에 연결되는 제 1 전극(360)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 상기 제 1 전극(360)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(360)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보호층(350) 상에는 상기 제 1 전극(360)의 가장자리를 덮는 뱅크층(366)이 형성된다. 상기 뱅크층(366)은 상기 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극(360)의 중앙을 노출한다.
상기 제 1 전극(360) 상에는 발광층(362)이 형성된다. 상기 발광층(362)은 발광물질로 이루어지는 발광물질층(emitting material layer)의 단일층 구조일 수 있다. 또한, 발광 효율을 높이기 위해, 상기 발광층(362)은 상기 제 1 전극(360) 상에 순차 적층되는 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광물질층, 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 발광물질층은 양자점과 같은 무기발광물질, 또는 유기발광물질을 포함할 수 있다.
상기 발광층(362)이 형성된 상기 플라스틱 기판(310) 상부로 제 2 전극(364)이 형성된다. 상기 제 2 전극(364)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(364)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 전극(360), 상기 발광층(362) 및 상기 제 2 전극(364)은 발광다이오드(D)를 이룬다.
도시하지 않았으나, 상기 제 2 전극(364) 상에는, 외부 수분이 상기 발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film)이 형성될 수 있다. 상기 인캡슐레이션 필름은 제 1 무기 절연층과, 유기 절연층과 제 2 무기 절연층의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 인캡슐레이션 필름 상에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판(미도시)이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 상기 커버윈도우(370)는 표시패널(301)의 전면, 즉 표시면에 위치하며 상기 표시패널(301)을 보호한다. 예를 들어, 상기 커버윈도우(301)는 강화유리로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 상기 커버윈도우(301)는 고경도 플라스틱으로 이루어질 수도 있다.
상기 지지프레임(100)은 바닥면(110)과 제 1 및 제 2 측면(122, 124)을 포함한다. 상기 바닥면(110)은 상기 표시패널(301)의 배면을 덮고, 상기 제 1 및 제 2 측면(122, 124)은 상기 상기 표시패널(301)의 측면을 덮으며 상기 커버윈도우(370)를 지지한다.
제 1 측면(122)의 일부분은 형성기억물질로 이루어지는 열형상변화부(130)를 이룬다.
예를 들어, 도 2d에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 3 측면(122, 126) 사이 모서리와 제 2 및 제 3 측면(124, 126) 사이 모서리의 상부측 일부에 열형상변화부(130)가 위치할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 측면(122, 124), 상기 열형상변화부(130) 각각과 상기 커버윈도우(370) 사이에는 접착제(380)가 위치하여 상기 커버윈도우(370)를 상기 지지프레임(100)에 부착시킨다. 상기 접착제(380)는 제 3 및 제 4 측면(도 2a의 126, 128)에도 형성된다.
상기 접착제(280)는 탄성 레진으로 이루어질 수 있다. 상기 접착제(280)는 아크릴계 화합물, 우레탄계 화합물, 실리콘계 화합물, 에폭시계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 접착제(280)는 빛샘 방지를 위한 블랙 입자를 더 포함할 수 있다.
도 5를 통해 설명된 바와 같이, 표시장치(300)에 대해 가열 공정이 진행되면 열형상변화부(130)의 상부면에 요철이 발생하고 접착제(380)와 커버윈도우(370)의 접촉 면적이 감소한다. 즉, 상기 열형상변화부(130)의 위치에서 커버윈도우(370)와 지지프레임(100) 간 접착력이 감소한다.
따라서, 커버윈도우(370)를 지지프레임(100)으로부터 쉽게 분리시킬 수 있다. 이 경우 접착제(380)는 커버윈도우(370)와의 계면에서 박리되므로, 커버윈도우(370)에 대한 세정 공정이 필요 없고 접착제 잔사에 의한 커버윈도우(370)의 불량 문제 역시 발생하지 않는다.
즉, 본 발명에서는, 지지프레임(100)의 측면 일부만을 형상기억물질로 이루어지는 열형상변화부(130)로 대체함으로써, 지지프레임(100)의 원가 상승과 기계적 물성 저하를 최소화하면서, 표시장치(300)의 리워크 특성을 향상시킬 수 있다.
도 10a 내지 도 10g는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 지지프레임을 보여주는 개략적인 도면이다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 지지프레임(400)은, 수평면(410)과 상기 수평면(410)의 일 가장자리에 위치하며 형상기억물질로 이루어지는 열형상변화부(412)를 포함한다.
상기 수평면(410)은 알루미늄(aluminum, Al), 스테인레스-스틸(stainless steel, SUS), 전기아연도금강판(Electro Galvanized Iron, EGI)와 같은 금속, 폴리카르보네이트(polycarbonate, PC), 탄소섬유강화플라스틱(carbon fiber reinforced plastic)과 같은 플라스틱, 또는 유리로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 열형상변화부(412)는 Ni-Ti 합금, Cu-Zn-Ni 합금, Cu-Al-Ni 합금, Ag-Ni 합금, Au-Cd 합금과 같은 형상기억물질로 이루어진다.
즉, 본 발명의 지지프레임(400)은 그 표면의 일부가 형상기억물질로 이루어진다.
도 10b에 도시된 바와 같이 열형상변화부(412)는 "L"자 형상을 가질 수도 있고, 도 10c에서 도시된 바와 같이 열형상변화부(412)는 원형상을 가질 수도 있다.
또한, 도 10d 내지 도 10f에 도시된 바와 같이, 열형상변화부(412)는 수평면(410)의 네 모서리에 형성될 수도 있다. 이와 달리, 열형상변화부(412)가 네 모서리 중 둘 또는 셋의 위치에 형성될 수도 있다.
또한, 도 10g에 도시된 바와 같이, 열형상변화부(412)는 수평면(410)의 일변을 따라 형성될 수도 있다.
한편, 도 10a 내지 도 10g에서, 열형상변화부(412)가 수평면(410)의 상부측에만 형성되어 수평면(410)보다 작은 두께를 갖는다. 이와 달리, 열형상변화부(412)는 수평면(410)과 동일한 두께를 가질 수도 있다.
이때, 상기 열형상변화부(412)는 수평면(410)과 평탄한 상부면을 이룬다. 이에 의해 접착제(미도시)의 두께를 균일하게 할 수 있다.
본 발명의 지지프레임(400)은 접착제와 접촉하고 그 일부분에 형상기억물질로 이루어지는 열형상변화부(412)이 형성된다. 즉, 지지프레임(400)은 그 일부에 열형상변화부(412)를 포함하고, 상기 지지프레임(400)과 접착제는 제 1 면적만큼 접촉하며, 상기 열형상변화부(412)와 접착제는 상기 제 1 면적보다 작은 제 2 면적만큼 접촉한다.
도 11은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 표시장치용 표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 표시장치(500)는 표시패널(501)과, 상기 표시패널(501)의 배면(前面)을 덮고 상기 표시패널(501)을 지지하는 지지프레임(400)과, 상기 지지프레임(400)과 상기 표시패널(501)을 부착시키는 접착제(480)을 포함한다.
상기 표시패널(501)은 액정패널(도 4의 201) 또는 발광다이오드패널(301)일 수 있다.
상기 지지프레임(400)은 수평면(410)과 상기 바닥면(410)의 가장자리 일부에 형성된 열형상변화부(412)를 포함한다.
예를 들어, 도 10a에 도시된 바와 같이, 수평면(410)의 일 모서리에 상기 열형상변화부(412)가 위치할 수 있다.
상기 수평면(410)의 가장자리, 상기 열형상변화부(412) 각각과 상기 표시패널(501) 사이에는 접착제(480)가 위치하여 상기 표시패널(501)을 상기 지지프레임(400)에 부착시킨다.
상기 열형상변화부(412)은 상기 지지프레임(400)의 일부에만 형성되며, 이에 따라 상기 열형상변화부(412)와 상기 접착제(480)의 접촉 면적은 상기 접착제(480)와 상기 지지프레임(400)의 접촉 면적보다 작다.
도시하지 않았으나, 상기 표시패널(501)의 중앙과 상기 지지프레임(400) 사이에는 방열수단이 위치할 수도 있다. 이와 달리, 상기 접착제(480)는 상기 지지프레임(400)의 전면에 위치할 수도 있다.
상기 접착제(480)는 탄성 레진으로 이루어질 수 있다. 상기 접착제(480)는 아크릴계 화합물, 우레탄계 화합물, 실리콘계 화합물, 에폭시계 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 접착제(480)는 빛샘 방지를 위한 블랙 입자를 더 포함할 수 있다.
도 5를 통해 설명된 바와 같이, 표시장치(500)에 대해 가열 공정이 진행되면 열형상변화부(412)의 상부면에 요철이 발생하고 접착제(480)와 표시패널(501)의 접촉 면적이 감소한다. 즉, 상기 열형상변화부(412)의 위치에서 표시패널(501)과 지지프레임(400) 간 접착력이 감소한다.
따라서, 표시패널(501)을 지지프레임(400)으로부터 쉽게 분리시킬 수 있다. 이 경우 접착제(480)는 표시패널(501)과의 계면에서 박리되므로, 표시패널(501)에 대한 세정 공정이 필요 없고 접착제 잔사에 의한 표시패널(501)의 불량 문제 역시 발생하지 않는다.
즉, 본 발명에서는, 지지프레임(400)의 측면 일부만을 형상기억물질로 이루어지는 열형상변화부(412)로 대체함으로써, 지지프레임(400)의 원가 상승과 기계적 물성 저하를 최소화하면서, 표시장치(500)의 리워크 특성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 400: 지지프레임 110: 바닥면
122, 124, 126, 128: 측면
130, 130a, 130b, 130c, 130d, 412: 열형상변화부
200, 300, 500: 표시장치
280, 380, 480: 접착제

Claims (11)

  1. 케이스와;
    형상기억물질을 포함하고 상기 케이스의 일부를 이루는 열형상변화부
    를 포함하는 지지프레임.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는, 바닥면과 상기 바닥면으로부터 돌출되는 제 1 내지 제 4 측면을 포함하는 지지프레임.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 열형상변화부는 상기 제 1 측면의 일부에 대응되는 지지프레임.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 열형상변화부는 상기 제 1 및 제 2 측면 사이의 모서리에 대응되는 지지프레임.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 열형상변화부는 제 1 내지 제 3 측면을 제외한 제 4 측면에만 형성되고 상기 제 4 측면과 동일한 길이를 갖는 지지프레임.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는 수평면을 포함하고, 상기 열형상변화부는 상기 수평면의 일 모서리 또는 일변에 대응되는 지지프레임.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스와 상기 열형상변화부는 평탄한 상부면을 이루는 지지프레임.
  8. 표시패널과;
    상기 표시패널을 지지하는 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 하나의 지지프레임과;
    상기 케이스 및 상기 열형상변화부 각각과 상기 표시패널 사이에 위치하는 접착제
    를 포함하는 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 열형상변화부와 상기 접착제의 접촉 면적은 상기 접착제와 상기 케이스의 접촉 면적보다 작은 표시장치.
  10. 표시패널과;
    상기 표시패널의 전면을 덮는 커버윈도우와;
    상기 표시패널의 측면과 배면을 덮고 상기 커버윈도우를 지지하는 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 지지프레임과;
    상기 제 1 내지 제 4 측면 및 상기 열형상변화부 각각과 상기 커버윈도우 사이에 위치하는 접착제
    를 포함하는 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 열형상변화부와 상기 접착제의 접촉 면적은 상기 접착제와 상기 케이스의 접촉 면적보다 작은 표시장치.
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